JP2011093392A

JP2011093392A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2011093392A
Application number: JP2009248040A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Shiromizu; 利通白水
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】ウエットグリップ性能の低下を抑えながら、石噛み防止性能を向上させる。
【解決手段】トレッド溝３の溝断面形状において、溝壁面６は、溝底部５からトレッド面２に向かって、溝巾が増加する向きに傾斜して直線状にのびる溝底傾斜壁面部７と、この溝底傾斜壁面部７の溝深さ方向上端点Ｐからトレッド面２に向かって、溝巾中心方向外側に凹む凹曲線状にのびる複数の凹壁面部８とを含む。前記複数の凹壁面部８は、溝深さ方向に順次隣り合いかつ互いに交点Ｑで交わる。
【選択図】図２

Description

本発明は、石噛み防止性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、ウエットグリップ性能を確保するため、トレッド面には、種々のパターンにてトレッド溝が形成されている。しかし、砂利道や不整地などの非舗装路面を走行する際には、このトレッド溝内に石を噛み込みタイヤを損傷させる恐れを招く。

従って、石噛み防止のために、例えば、
（ア）溝底ａに、隆起部ｂを設ける手段（図７（Ａ））：
（イ）溝壁面ｃの深さ方向中間部分に段差ｄを設ける手段（図７（Ｂ）：
（ウ）特許文献１に提案されるように、溝壁面ｃを、傾斜角度を違えた複数、例えば３つの傾斜面部ｃ１、ｃ２、ｃ３で形成し、かつ中間の傾斜面部ｃ２を最も緩傾斜とする手段（図７（Ｃ）：
などが提案されている。

特開２００５−１３２２８５号公報

前記（ア）の手段の場合、前記隆起部ｂにより石自体が溝内に深く侵入するのを防止しうるため、石噛み防止としては最も効果的である。しかし、隆起部ｂによって溝容積を減じるため、ウエットグリップ性能の低下を招くという問題がある。又前記（イ）の手段の場合、前記段差ｄによって、石の侵入をある程度抑制しうるが、いったん段差ｄ、ｄ間で噛み込んでしまった場合には、強い噛み込み力Ｆが作用するため、逆に石が外れにくくなってしまう傾向がある。又前記（ウ）の手段の場合、中間の傾斜面部ｃ２によって、石の侵入をある程度抑制でき、又噛み込んでしまった場合にも、石が溝壁面ｃから受ける噛み込み力Ｆが、傾斜面部ｃ１からの噛み込み分力Ｆ１と、傾斜面部ｃ２からの噛み込み分力Ｆ２との２つに分散される。従っていったん噛み込んだ石は、前記（イ）の手段の場合に比して外れ易くなる。しかし、充分満足しうる効果を得るに至っておらず、さらなる改善が望まれている。

そこで本発明は、ウエットグリップ性能の低下を抑えながら、石噛み防止性能をさらに向上させた空気入りタイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド面に、溝底部と、この溝底部からトレッド面までのびる両側の溝壁面とからなるトレッド溝を設けた空気入りタイヤであって、
前記トレッド溝の長さ方向と直角な溝断面形状において、
各前記溝壁面は、前記溝底部からトレッド面に向かって、溝巾が増加する向きに傾斜して直線状にのびる溝底傾斜壁面部と、この溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点からトレッド面に向かって、溝巾中心方向外側に凹む凹曲線状にのびる複数の凹壁面部とを含み、しかも前記複数の凹壁面部は、溝深さ方向に順次隣り合いかつ互いに交点Ｑで交わることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記凹壁面部間の各交点Ｑは、前記溝壁面がトレッド面と交わる溝開口点と、前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点とを通る仮想基準線よりも、溝巾中心方向外側に位置することを特徴としている。

又請求項３の発明では、各前記溝壁面は、トレッド面から前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点までの深さＨａを、トレッド面から前記溝底部までの溝深さＨ０の３０〜７０％としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、一方の溝壁面における前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点、及び／又は前記凹壁面部間の交点Ｑは、他方の溝壁面における前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点、及び／又は前記凹壁面部間の交点Ｑと、溝深さ方向に位置ズレしていることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記トレッド溝は、前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点における溝巾Ｗａを、トレッド面における溝巾Ｗ０の５０〜９０％としたことを特徴としている。

叙上の如く、トレッド溝の両側の溝壁面は、それぞれ溝底部からトレッド面に向かって溝巾が増加する向きに直線状に傾斜してのびる溝底傾斜壁面部と、この溝底傾斜壁面部の上端点からトレッド面に向かって、溝巾中心方向外側に凹む凹曲線状にのびる複数の凹壁面部とを含んで形成される。

このようなトレッド溝は、前記凹壁面部の交点Ｑが、尖ったエッジ状に突出するため、トレッド溝内への石の侵入、噛み込みをある程度防止する効果を奏する。

又いったんトレッド溝内に石を噛み込んだ場合には、石は、前記交点Ｑと、前記溝底傾斜壁面部の上端点とからなる複数の点で保持される。即ち、石が溝壁面から受ける噛み込み力が、複数の力に分散されるため、各点における噛み込み力自体が小となる。しかも各点が尖ったエッジ状をなすため、石の保持が不安定となり動きやすい。そしてこれらの相互作用によって、噛み込んだ石が外れやすくなり、ウエットグリップ性能の低下を抑えながら、石噛み防止性能を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を例示するパターン展開図である。石噛み防止溝を示す長さ方向と直角な溝断面図である。石噛み防止溝の凹壁面部の形状を説明する溝断面図である。石噛み防止溝の他の実施例を示す溝断面図である。表１のテストに用いたタイヤのトレッドパターンを示すパターン展開図である。（Ａ）〜（Ｃ）は表１の比較例１〜３の溝断面形状を示す溝断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は従来の石噛み防止溝を説明する溝断面図である。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤが、乗用車用タイヤである場合のトレッドパターンを示す展開図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド面２に、トレッド溝３からなるトレッドパターンを具える。本例では、前記トレッド溝３が、タイヤ周方向に連続してのびる縦主溝３Ａと、これに交わる向きの横溝３Ｂとから形成される場合が例示される。

具体的には、前記縦主溝３Ａとして、タイヤ赤道Ｃの両側に配される内の縦主溝３Ａｉと、そのさらに外側に配される外の縦主溝３Ａｏとの４本の縦主溝が配される。又前記横溝３Ｂとして、前記縦主溝３Ａｉ、３Ａｏ間を横切る内の横溝３Ｂｉ、及び前記縦主溝３Ａｏからトレッド端Ｔｅを越えてタイヤ軸方向外側にのびる第１の外の横溝３Ｂｏ１と、該第１の外の横溝３Ｂｏ１、３Ｂｏ１間に配されかつ前記縦主溝３Ａｏからトレッド端Ｔｅの手前までタイヤ軸方向外側にのびる第２の外の横溝３Ｂｏ２とからなる外の横溝３Ｂｏから構成される。

図２は、前記縦主溝３Ａｉの溝長さ方向と直角な溝断面形状を示している。この縦主溝３Ａｉの溝断面形状に代表されるように、各前記トレッド溝３、即ち、前記縦主溝３Ａｉ、３Ａｏ、横溝３Ｂｉ、３Ｂｏ１、３Ｂｏ２は、それぞれ、溝底部５と、この溝底部５から前記トレッド面２までのびる両側の溝壁面６とを具える。

そして少なくとも前記トレッド溝３の一つ、本例では、最も石噛みが発生しやすい前記縦主溝３Ａｉ、３Ａｏを、前記図２に代表して示される如き石噛み防止溝９として形成している。

この石噛み防止溝９は、両側の溝壁面６が、それぞれ前記溝底部５からトレッド面２に向かって、溝巾が増加する向きに傾斜して直線状にのびる溝底傾斜壁面部７と、この溝底傾斜壁面部７の溝深さ方向上端点Ｐからトレッド面２に向かって、溝巾中心方向外側に凹む凹曲線状にのびる複数の凹壁面部８とを含む。しかも、前記複数の凹壁面部８は、溝深さ方向に順次隣り合いかつ互いに交点Ｑで交わっている。本例では、前記複数の凹壁面部８が、溝深さ方向下側から上側に向かって順次配される第１、第２の２つの凹壁面部８_（１）、８_（２）からなる場合が例示される。

このような石噛み防止溝９では、前記凹壁面部８が凹曲線状をなすため、前記交点Ｑ及び上端点Ｐは、尖ったエッジ状に突出する。そのため、交点Ｑ及び上端点Ｐは、トレッド溝内への石の侵入、噛み込みをある程度防止する効果を奏する。又いったん溝内に石を噛み込んだ場合には、石は、前記交点Ｑと上端点Ｐとからなる複数の点によって保持される。これにより、石が溝壁面６から受ける噛み込み力は、各点における複数の力に分散され、各点における噛み込み力自体が小さくなる。しかも、前記交点Ｑと上端点Ｐとが、尖ったエッジ状をなすため、各点での石の保持が不安定となって石が動きやすくなる。そしてこれらの相互作用によって、噛み込んだ石は外れやすくなり、走行時に自然に溝から除去されうる。又石噛み防止溝９は、溝底傾斜壁面部７を有するため、溝容積を充分確保できウエットグリップ性能の維持、或いは向上を図ることができる。なお前記凹壁面部８は、その両端を結ぶ直線Ｚからの凹み量ｇが０．５〜３．０ｍｍであるのが好ましい。

ウエットグリップ性能と石噛み防止効果とのバランスの観点から、トレッド面２から前記溝底傾斜壁面部７の上端点Ｐまでの深さＨａは、トレッド面２から前記溝底部５までの溝深さＨ０の３０〜７０％であるのが好ましい。前記深さＨａが溝深さＨ０の３０％未満では、前記凹壁面部８の形成領域が過小となって前記石噛み防止性能を充分発揮することができなくなり、逆に７０％を越えると、ウエットグリップ性能が不足し、又溝底まで石が侵入することで耐久性が悪化する。なお前記溝深さＨ０としては、従来的なタイヤの溝深さが好適に採用でき、例えば乗用車用タイヤでは例えば６．０〜９．０ｍｍ、重荷重用タイヤでは８．０〜１２．０ｍｍが好適である。

又ウエットグリップ性能の観点からは、前記溝底傾斜壁面部７の、トレッド面２と直角な法線Ｎに対する傾斜角度αは、前記溝壁面６がトレッド面２と交わる溝開口点Ｒと、前記溝底傾斜壁面部７の上端点Ｐとを通る仮想基準線Ｘの前記法線Ｎに対する傾斜角度βよりも小であることが好ましい。これにより石噛み防止効果を維持したまま、溝容積を高めることができる、

ここで、石が溝壁面６から受ける噛み込み力を、各点により均等に分散させて石噛み防止効果を高めるために、前記凹壁面部８、８間の各交点Ｑは、前記仮想基準線Ｘよりも、溝巾中心方向外側に位置することが好ましい。もし交点Ｑが仮想基準線Ｘ上、或いは仮想基準線Ｘよりも、溝巾中心方向内側に位置する場合には、噛み込み力を分散できなくなる、或いは分散できる場合にも交点Ｑでの噛み込み力が不均一に高まる傾向となり石噛み防止効果を充分発揮できなくなる。このような観点から、前記交点Ｑの仮想基準線Ｘからの距離Ｋは０．５ｍｍ以上が好ましい。しかし前記距離Ｋが大きすぎると、溝開口点Ｒ、Ｒ間のみで石を噛み込んでしまって噛み込み力が分散され難くなる恐れがある。従って前記距離Ｋの上限は２．０ｍｍ以下が好ましい。

又石噛み防止溝９では、前記溝底傾斜壁面部７の上端点Ｐにおける溝巾Ｗａは、トレッド面２における溝巾Ｗ０の５０〜９０％であることも好ましい。前記溝巾Ｗａが溝巾Ｗ０の９０％を越えると、噛み込んだ石が外れ難くなって石噛み防止効果の低下を招き、逆に５０％未満では、溝容積が減じてウエットグリップ性能を低下させる。なお前記溝巾Ｗ０は、従来的なタイヤの溝巾が好適に採用できる。

又前記凹壁面部８の形成数ｎとしては、５個以下が好ましい。形成数ｎが５個を越えると前記凹壁面部８自体が過小となってしまい、前述の石噛み防止効果が充分発揮されなくなる。従って、凹壁面部８の形成数ｎは４個以下さらには３個以下が好ましい。

又ｎ個の凹壁面部８を、溝深さ方向下側から上側に第１、第２・・・第ｎの凹壁面部８_（１）、８_（２）・・・８_（ｎ）としたとき、第ｉの凹壁面部８_（ｉ）の溝深さ方向の高さｈ_（ｉ）は、その下方で隣り合う第ｉ−１の凹壁面部８_{（ｉ−１）}の溝深さ方向の高さｈ_{（ｉ−１）}の５０〜１５０％、さらには８０〜１２０％、さらには９０〜１１０％の範囲であるのが好ましい。前記「ｉ」は２〜ｎの任意の整数である。前記範囲を上限側、下限側に外れると噛み込み力の分散が不均等化し、石噛み防止効果の低下を招く。

次に、前記凹壁面部８の凹曲線形状としては、滑らかな円弧状曲線の一部であれば特に規制されることがなく、この円弧状曲線として、単一円弧、曲率半径が異なる複数の円弧を接続した複合円弧、或いは前記複合円弧で近似される楕円形状や放物線形状などが挙げられる。

本例では、図３に示すように、各前記凹壁面部８が、楕円形状である円弧状曲線の一部から形成される場合が例示される。具体的には、第１の凹壁面部８_（１）の場合の場合、凹壁面部８_（１）をなす楕円Ｊは、長軸上の点ｊ１が前記上端点Ｐに位置し、短軸上の点ｊ２が前記交点Ｑに位置する。又前記楕円Ｊに点ｊ２で接する接線ｔは、トレッド面２と直角な法線Ｎに対して−１０〜＋３０°、より好ましくは０〜＋１５°の角度γで傾斜する。なお前記角度γは、前記溝底傾斜壁面部７の傾斜方向と同方向を＋とする。又前記楕円Ｊの短径ａは１〜５ｍｍ、さらには２〜４ｍｍの範囲が好ましく、又長径ｂは２〜８ｍｍ、さらには４〜６ｍｍが好ましい。なお第２の凹壁面部８_（２）をなす楕円Ｊもこれに準じる。このような楕円Ｊで前記凹壁面部８を形成することにより、凹壁面部８の前記凹み量ｇが適量となり、かつ前記上端点Ｐ、交点Ｑ、溝開口点Ｒがそれぞれ尖ったエッジ状をなすため、噛み込み防止効果をより高く発揮することができる。

次に、前記図４に、石噛み防止溝９の他の実施例を示す。本例の石噛み防止溝９は、一方側（図において左側）の溝壁面６Ｌにおける前記上端点ＰＬ、及び／又は前記交点ＱＬは、他方側（図において右側）の溝壁面６Ｒにおける前記上端点ＰＲ、及び／又は前記凹壁面部間の交点ＱＲと、溝深さ方向に位置ズレしている。本例では、一方側の上端点ＰＬ及び交点ＱＬが、それぞれ他方側の上端点ＰＲ及び交点ＱＲと溝深さ方向に位置ズレしている場合を例示する。この場合、一方側の溝壁面６Ｌからの噛み込み力と、他方側の溝壁面６Ｒからの噛み込み力とが、非対称に作用するため、溝内の石の安定が損なわれ、外れやすくなるため、噛み込み防止効果により好ましい。なお前記溝深さ方向の位置ズレ量ｕは、０．５ｍｍ以上が好ましい。

本例では、石噛み防止溝９の各溝壁面６が、溝底傾斜壁面部７と、複数の凹壁面部８とから形成されているが、最も上方に配される凹壁面部８とトレッド面２との間に、直線状にのびる傾斜面を設けることもでき、係る場合には、この傾斜面を、溝底傾斜壁面部７と同方向に傾斜させるのが好ましい。又前記縦主溝３以外に、横溝３Ｂｉ、３Ｂｏ１、３Ｂｏ２の何れか一つ、又は全部の横溝３Ｂｉ、３Ｂｏ１、３Ｂｏ２を石噛み防止溝９として形成することもできる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図５に示すように、トレッド面に、表１の仕様に基づく３本の縦主溝を３０ｍｍ間隔でハンドカットにより設けた乗用車用タイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を試作し、各試供タイヤの石噛み防止性能をテストした。比較例及び実施例とも、トレッド面における溝巾Ｗ０は７ｍｍ、トレッド面から溝底部までの溝深さＨ０は８ｍｍで、同一である。比較例１、２、３の縦主溝の溝断面形状を図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す。

（１）石噛み防止性能：
タイヤをリム（１５×６．０ＪＪ）、内圧（全輪２３０ｋＰａ，後輪２００ｋＰａ）にて乗用車用（２００ｃｃ、ＦＲ車）の全輪に装着し、砂利道路を４０ｋｍ／ｈの速度で５分間走行した後、通常舗装路面を６０ｋｍ／ｈの速度で５分間走行した。そして、その後の石噛みの個数を計測した。なお表１の石噛みの個数は、上記テストを３回行ったときの平均値で示している。

表のように、実施例品は、優れた石噛み防止性能を発揮しうるのが確認できる。

１空気入りタイヤ
２トレッド面
３トレッド溝
５溝底部
６溝壁面
７溝底傾斜壁面部
８凹壁面部
Ｐ上端点
Ｑ交点
Ｒ溝開口点
Ｘ仮想基準線

Claims

トレッド面に、溝底部と、この溝底部からトレッド面までのびる両側の溝壁面とからなるトレッド溝を設けた空気入りタイヤであって、
前記トレッド溝の長さ方向と直角な溝断面形状において、
各前記溝壁面は、前記溝底部からトレッド面に向かって、溝巾が増加する向きに傾斜して直線状にのびる溝底傾斜壁面部と、この溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点からトレッド面に向かって、溝巾中心方向外側に凹む凹曲線状にのびる複数の凹壁面部とを含み、しかも前記複数の凹壁面部は、溝深さ方向に順次隣り合いかつ互いに交点Ｑで交わることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記凹壁面部間の各交点Ｑは、前記溝壁面がトレッド面と交わる溝開口点と、前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点とを通る仮想基準線よりも、溝巾中心方向外側に位置することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
各前記溝壁面は、トレッド面から前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点までの深さＨａを、トレッド面から前記溝底部までの溝深さＨ０の３０〜７０％としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
一方の溝壁面における前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点、及び／又は前記凹壁面部間の交点Ｑは、他方の溝壁面における前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点、及び／又は前記凹壁面部間の交点Ｑと、溝深さ方向に位置ズレしていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド溝は、前記溝底傾斜壁面部の溝深さ方向上端点における溝巾Ｗａを、トレッド面における溝巾Ｗ０の５０〜９０％としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。